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Susana Seseña Prieto 
 
 
 
 
 
CARACTERIZACIÓN TECNOLÓGICA 
DE CEPAS AUTÓCTONAS Y SELECCIÓN 
DE CULTIVOS INICIADORES PARA LA 
FERMENTACIÓN DE LA BERENJENA 
DE ALMAGRO 
 
 
 
 
 
 
 
I.S.B.N. Ediciones de la UCLM 
978-84-8427-505-3 
 
 
 
 
 
 
 
 
Cuenca, 2007 
 
 
UNIVERSIDAD DE CASTILLA-LA MANCHA 
Facultad de Ciencias del Medio Ambiente 
Departamento de Química Analítica y Tecnología de los 
Alimentos 
 
 
 
CARACTERIZACIÓN TECNOLÓGICA DE CEPAS 
AUTÓCTONAS Y SELECCIÓN DE CULTIVOS 
INICIADORES PARA LA FERMENTACIÓN DE LA 
BERENJENA DE ALMAGRO 
 
 
 
SUSANA SESEÑA PRIETO 
 
 
 
TESIS DOCTORAL 
Toledo, 2005 
Agradecimientos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
A mi familia 
Agradecimientos 
 
La realización de este trabajo ha sido posible gracias a la colaboración 
y amistad de muchas personas que han compartido conmigo este tiempo, a las 
que desearía expresar mi más sincera gratitud. 
En primer lugar, a la Dra. Mª de los Llanos Palop Herreros, 
Directora de esta Tesis Doctoral, por ofrecerme la posibilidad de iniciarme en 
el mundo de la investigación, por su constante interés y apoyo, por su ayuda y 
dedicación, y muy especialmente por su amistad. 
A la Catedrática y Directora del departamento de Química Analítica 
y Tecnología de Alimentos, Dra. Mª Dolores Cabezudo Ibáñez, por 
acogerme y permitirme comenzar mi “andadura”. 
A los compañeros del Área de Tecnología de Alimentos, 
especialmente a “mis compis” de aquel fantástico e inolvidable año 99. 
A la Dra. Isabel Sánchez por haber compartido conmigo todos sus 
conocimientos y haberme ayudado en mis comienzos. Al Dr. Miguel Ángel 
González Viñas por su ayuda en el Análisis Sensorial y estadístico. A los 
catadores, que desinteresadamente evaluaron las berenjenas. 
A las empresas elaboradoras de Berenjenas de Almagro que han 
participado en este trabajo suministrándonos muestras o dejándonos utilizar sus 
instalaciones, especialmente a Raquel. 
También quiero agradecer su apoyo incondicional a todos y cada uno de 
los amigos y compañeros de la Facultad de Medio Ambiente, que he ido 
conociendo en este tiempo y que han compartido conmigo estos años, 
especialmente: 
A los técnicos de laboratorio de esta facultad, Agustín, Milagros, 
Ana y Angel, porque siempre que he necesitado ayuda o “préstamos” han 
estado ahí. A Diego por su ayuda con el diseño. 
A mis compañeras en los inicios del laboratorio de Microbiología en 
Toledo, Bonastre y Cristina por ayudarme a poner “todo en marcha”. A 
Susana Peralta por su amistad, su alegría y por su paciencia iniciándome en la 
Biología Molecular. A los profesores de esta facultad, en especial a todos los 
que comparten sobremesa diaria conmigo, por sus sabios consejos y su ayuda. A 
Eva, Carolina, Nuria, Elena y Tere por sus ánimos. 
Agradecimientos 
 
 
A mis compañeros del resto de laboratorios, a mi vecina Carmen por 
ser una gran compañera y amiga, a Bea y Ana, “mis inorgánicas favoritas” 
(gracias chicas, que haría sin nuestras risas), a Juan y Diana por todos los 
interesantes cafés compartidos, a María por su ánimo y apoyo constante, a Vir 
por “ser como es”, a Natalia por darme siempre su particular punto de vista 
sobre la vida, a Mariajo porque desde nuestros inicios en el laboratorio juntas 
me ha demostrado siempre su cariño y amistad, a Laura, “mi psicóloga 
personal” a la que admiro y quiero, por saber escuchar. 
A todos los compañeros que pasaron por esta facultad y compartieron 
mis “penas y alegrías”, especialmente a Juanjo que me hizo probar el mejor 
“salmorejo” del mundo, a Ali, la canaria más simpática y buena gente que he 
conocido, a Laura por todo lo compartido y a Mikel, por saber siempre 
“salvarte” cuando lo necesitas. 
A mis amigos de toda la vida (la “pandilla gastronómica”), por 
devolverme a la realidad de que no todo es “ciencia” en la vida, muy 
especialmente a Mari Paz por “estar siempre”. A Miguel, por haber creído 
siempre en mí y en que este momento llegaría. 
A Inma, Cristina, Sergio e Irache, porque desde nuestros comienzos 
en químicas, siempre me han demostrado su apoyo, cariño y amistad. 
A Sergio por todo su “apoyo moral” y por haberme enseñado “un 
mundo diferente” este último año. 
A toda mi gran familia, por hacerme sentir tan afortunada y 
“arropada” en todo momento. Especialmente a mis padres, porque gracias a 
ellos me he convertido en quien soy, por su comprensión, su cariño y su 
incondicional apoyo siempre. 
Por último, no encuentro palabras para expresar todo mi 
agradecimiento a Ana. Gracias por TODO, por sus sabios consejos, por su 
atenta escucha, por su desinteresada ayuda, por su comprensión y “tolerancia”, 
por su constante apoyo, gracias por ser mi amiga y gracias por estar 
SIEMPRE. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Sólo una cosa hace que un sueño 
sea imposible: el miedo a fracasar 
 
Paulo Coelho, El Alquimista 
 
 
Amigos son aquellos extraños 
seres que nos preguntan cómo 
estamos y se esperan a oír 
la contestación 
 
Ed Cunningham 
 
 
 
 Conclusiones 
 
 
5.1. INTRODUCCIÓN 
El proceso tecnológico de elaboración de Berenjenas de Almagro en las 
empresas acogidas a la IGP, ha sido descrito en detalle en la introducción de 
esta memoria. Sin embargo, es necesario indicar que, aunque en esencia éste es 
muy similar en las diferentes empresas, se producen variaciones que pueden 
afectar sustancialmente al proceso y, en definitiva, a las características del 
producto obtenido. 
En un estudio de tipificación de la Berenjena de Almagro realizado por 
Ballesteros (1996), se encontraron diferencias significativas en algunas 
características físicas (textura), químicas y sensoriales en las Berenjenas de 
Almagro comercializadas, lo que a criterio de este autor resulta del todo 
inaceptable para el consumidor especialmente cuando, como ocurre en este 
caso, se trata de un producto acogido a una IGP. Ballesteros en ese trabajo 
indicaba que el origen de estas diferencias podría ser la participación de una 
entación lo que ha sido al menos en parte 
o en el capítulo anterior. 
microbiota diferente en la ferm
corroborado en el estudio descrit
Hasta el momento de in
nuestro laboratorio para conocer
iciar este trabajo, los estudios realizados en 
 la microbiota participante en la fermentación 
espontánea de la Berenjena de Almagro (Sánchez et al., 2000, 2003, 2004), se 
habían realizado utilizando muestras de salmuera tomadas de una de las 
principales industrias elaboradoras, pero no teníamos conocimiento alguno de 
lo que ocurría en otras empresas acogidas a esta IGP. 
Planteamos entonces un estudio con un doble objetivo i) conocer la 
diversidad genética de la microbiota láctica presente en la salmuera de 
fermentación de otras dos industrias elaboradoras, para compararla con 
aquella descrita por Sánchez et al. (2000) y ii) conocer la variabilidad 
existente en la composición de la microbiota láctica entre campañas en una 
misma empresa, para lo cual, se tomaron muestras de la misma en la que 
lo hicieron Sánchez et al. (2000). De este forma pretendíamos conocer si, al 
igual que ocurre en otras fermentaciones de alimentos (Marcellino et al., 
2001; Sánchez et al., 2005), 
Índice 
Índice 
ÍNDICE 
 
INTRODUCCIÓN GENERAL....................................…………..…………………………………………………1 
1. LA FERMENTACIÓN....................................................................................................................3 
1.1. SIGNIFICADO Y ORIGENES…..………………………………….………………………………….………3 
1.2. TIPOS DE FERMENTACIÓN……………………….………………………………..............................4 
1.2.1. Fermentación láctica de vegetales...................................................................8 
1.2.1.1. Fermentación espontánea……………………………………………………….…..9 
1.2.1.2.Fermentación dirigida: uso de cultivos iniciadores 
o“starters”………………………………………………………………………………………..12 
2. LAS BACTERIAS LÁCTICAS……….............................................................................................162.1. CARACTERÍSTICAS GENERALES Y DE CULTIVO……………......................................16 
2.2. TAXONOMÍA DEL GRUPO............................................................................................18 
2.3. METABOLISMO…………………..……..…………………………………………………………………….…21 
2.4.1.Metabolismo de los azúcares y compuestos relacionados………………….21 
2.4.2. Metabolismo de los compuestos nitrogenados.........................................27 
2.4. COMPUESTOS CON ACTIVIDAD ANTIMICROBIANA PRODUCIDOS POR LAS 
BACTERIAS LÁCTICAS…………………………………………………………………..………….………30 
2.5. MÉTODOS UTILIZADOS EN LA IDENTIFICACIÓN Y GENOTIPADO DE LAS 
BACTERIAS LÁCTICAS……………………………………………….............................................37 
2.5.1. Métodos fenotípicos...........................................................................................37 
2.5.2. Métodos físico-químicos ...................................................................................39 
2.5.3. Métodos moleculares.........................................................................................41 
2.6. APLICACIONES DE LAS BACTERIAS LÁCTICAS………………..………………………….…52 
3. LOS ENCURTIDOS………………………………………….....……………………………………………………..…56 
3.1. LA BERENJENA DE ALMAGRO...................................................................................57 
3.1.1. Vínculo con el medio..........................................................................................58 
3.1.2. El cultivo de las berenjenas de Almagro ……………………………..……………...60 
3.1.3. Elaboración de las Berenjenas de Almagro................................................62 
 I 
Índice 
OBJETIVOS ………………………...........................................................................................................71 
CAPÍTULO 1. EFECTO DE LA CONGELACIÓN DE LOS FRUTOS EN LA 
FERMENTACIÓN Y EN LAS CARACTERÍSTICAS SENSORIALES DE LAS BERENJENAS 
DE ALMAGRO…………………………………………………………………………………………………………….……77 
1.1. INTRODUCCIÓN...............................................................................................................79 
1.2. MATERIAL Y MÉTODOS.................................................................................................81 
1.2.1. Material…………………….…………………………….……………………………..………………….81 
1.2.2. Diseño experimental...........................................................................................81 
1.2.3. Métodos……………………….…………………………………….…………………………..…….…..82 
1.2.3.1. Análisis químico………………….…………………………………………….………….82 
1.2.3.2. Análisis microbiológico…..…………………………………………………………..83 
1.2.3.3. Análisis sensorial ………………………….………………………………………..……88 
1.2.3.4. Análisis estadístico de los resultados…………………………………………91 
1.3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN.........................................................................................92 
1.3.1. Evolución de la fermentación………………………………………………………………..92 
1.3.2. Identificación de los aislados………………………………..………………………………..94 
1.3.3. Análisis sensorial………………………………………………………….………………………..103 
1.4. CONCLUSIONES…………………………………..……………………………….………………………….107 
CAPÍTULO 2. ESTUDIO DE LA INFLUENCIA DE LA UTILIZACIÓN DE CULTIVOS 
INICIADORES EN LA FERMENTACIÓN Y EN LAS CARACTERÍSTICAS SENSORIALES 
DE LAS BERENJENAS DE ALMAGRO…………………………………………………..………………..…..109 
2.1. INTRODUCCIÓN………………………………………………………….……………………………………111 
2.2. MATERIAL Y MÉTODOS...............................................................................................113 
2.2.1. Material……………………………….………….………………………………..…………………….113 
2.2.2. Diseño experimental…………………..………………………..…………………………..…..113 
2.2.3. Métodos..…………………………………………………………………………….………………....114 
2.2.3.1. Análisis químico …………..……………………………………………………………114 
2.2.3.2. Análisis microbiológico………………………………..…….…......................115 
Índice 
2.2.3.3. Análisis sensorial…………………………………………………………………….….115 
2.2.3.4. Análisis estadístico de los resultados…………….…….………………….115 
2.3.RESULTADOS Y DISCUSIÓN…………………………………………….…….……………………….116 
2.3.1. Evolución de la fermentación………………………………………………………………116 
2.3.2. Análisis sensorial……………………………………………………………………………………118 
2.4. CONCLUSIONES…………………………………………………………………….……..……………….…122 
CAPÍTULO 3. SELECCIÓN DE UN CULTIVO INICIADOR PARA LA FERMENTACIÓN 
DIRIGIDA DE BERENJENAS DE ALMAGRO Y ESTUDIO DE SU CAPACIDAD DE 
IMPLANTACIÓN UTILIZANDO LA TÉCNICA RAPD-PCR …..………………………………..……123 
3.1. INTRODUCCIÓN…………………..…………………………………………………………………………..125 
3.2. MATERIAL Y MÉTODOS……………………………………………….……………………………..…..127 
3.2.1. Cultivos y condiciones de cultivo…………………………………..........................127 
3.2.2. Caracterización tecnológica……………………………………………………….………..127 
3.2.2.1. Producción de aminas biógenas………..………………………….………..127 
3.2.2.2. Producción de peróxido de hidrógeno (H2O2)……………………..128 
3.2.2.3. Presencia de las actividades pectinásica, celulásica y 
poligalacturonásica……………………………………………………………………..129 
3.2.2.4. Cálculo de la velocidad de crecimiento………………………………….130 
3.2.2.5. Actividad acidificante…………………………….………………………………….130 
3.2.2.6. Tolerancia a la sal…………………………………………………........................130 
3.2.2.7. Estudio de la capacidad bacteriocinogénica………………….……..131 
3.2.3. Ensayos de fermentación……………………………………………………………………..134 
3.2.4. Análisis químico y microbiológico de las salmueras………….….…………..134 
3.2.5. Seguimiento de los cultivos inoculados…………………………………………..…135 
3.2.5.1. Preparación de los extractos crudos de ADN………………………..136 
3.2.5.2. Amplificación del ADN……………………………………….…………………….136 
3.2.5.3. Electroforesis en geles de agarosa de los productos de 
amplificación…………………………………………………………………………..……138 
 III 
Índice 
3.2.5.4. Estudio de reproducibilidad y análisis numérico de los perfiles 
de polimorfismo de ADN…………………………………………….....………….138 
3.2.6. Análisis sensorial………………………….………………………………………………………..139 
3.2.7. Análisis estadístico de los resultados………………………………………..............140 
3.3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN…………………………………………………………….…………..…141 
3.3.1. Caracterización tecnológica de las cepas…………………………………………..141 
3.3.2. Ensayos de fermentación………………………………………………..…………………...147 
3.3.2.1. Diseño de los cultivos iniciadores……………………………………………147 
3.3.2.2. Evolución de las fermentaciones y seguimiento de los cultivos 
inoculados…………………..………………………………………………………………..148 
 3.3.4. Análisis sensorial………………………………………………….………………………………..154 
3.4. CONCLUSIONES…………………………………………………..…………………………………………..157 
CAPÍTULO 4. ESTUDIO DE LA CAPACIDAD DE IMPLANTACIÓN A ESCALA 
INDUSTRIAL DE CULTIVOS INICIADORES SELECCIONADOS PARA LA 
ELABORACIÓN DE BERENJENAS DE ALMAGRO…………………………………………………….159 
4.1. INTRODUCCIÓN…………………………………..………………………….…………………..…………..161 
4.2. MATERIAL Y MÉTODOS……………………………………………………………..……………………162 
4.2.1. Cultivos utilizados………………………………………………………………..………………..162 
4.2.2. Diseño experimental…………………………………………………………..……………..….162 
4.2.3. Evolución de la fermentación……………………………………………………………...164 
4.3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN……………………………………………………………………………165 
CAPÍTULO 5. ESTUDIO DE LA DIVERSIDAD GENÉTICA DE LA MICROBIOTA 
LÁCTICA QUE PARTICIPA EN LA FERMENTACIÓN DE BERENJENAS DE ALMAGRO 
EN DISTINTAS EMPRESAS ELABORADORAS Y EN DISTINTAS CAMPAÑAS……..….169 
5.1. INTRODUCCIÓN………………………………………….……………………………………………………171 
5.2. MATERIAL Y MÉTODOS…………………………………………………….…………………………….173 
5.2.1. Toma de muestras……………………………………………………………….....................173 
5.2.2. Análisis de las salmueras……………………………………………………………….........174 
Índice 
5.2.2.1. Análisis químico…………………………………………………………………………174 
5.2.2.2. Análisis microbiológico …………………………………………………………...174 
5.2.3. Obtención de aislados de bacterias lácticas………………………………………174 
5.2.4. Caracterización genotípica (genotipado)………………………………………….175 
5.2.5. Identificación de los aislados de bacterias lácticas……………….…………..176 
5.2.6. Análisis sensorial……………………………………………………………………………………178 
5.2.7. Análisis estadístico……………………………………………………………………………….179 
5.3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN……………………………………………………………….....………1805.3.1. Estudio de la diversidad genética de la microbiota láctica presente en 
las salmueras de tres empresas elaboradoras…….………………..…………..180 
5.3.1.1. Análisis químico.. ………………………………………………………..…………….180 
5.3.1.2. Análisis microbiológico y obtención de aislados de bacterias 
lácticas ……………………………………………………………………………………….182 
5.3.1.3. Genotipado de los aislados………………………………………………………185 
5.3.1.4. Análisis sensorial………………………………………………………………………..198 
5.3.2. Estudio comparativo de la microbiota que participa en la 
fermentación espontánea de las Berenjenas de Almagro en 
diferentes campañas……………………………………………………………………………199 
5.3.2.1. Análisis químico y microbiológico de las salmueras……………..199 
5.3.2.2. Genotipado de los aislados………………………………………………………200 
5.4. CONCLUSIONES……………………………………………………………………………………………….206 
CONCLUSIONES FINALES…………………………………………………………………..……………………….207 
BIBLIOGRAFÍA……………………………………….……………………………………..209 
PUBLICACIONES 
 
 V 
 Conclusiones 
 
 
5.1. INTRODUCCIÓN 
El proceso tecnológico de elaboración de Berenjenas de Almagro en las 
empresas acogidas a la IGP, ha sido descrito en detalle en la introducción de 
esta memoria. Sin embargo, es necesario indicar que, aunque en esencia éste es 
muy similar en las diferentes empresas, se producen variaciones que pueden 
afectar sustancialmente al proceso y, en definitiva, a las características del 
producto obtenido. 
En un estudio de tipificación de la Berenjena de Almagro realizado por 
Ballesteros (1996), se encontraron diferencias significativas en algunas 
características físicas (textura), químicas y sensoriales en las Berenjenas de 
Almagro comercializadas, lo que a criterio de este autor resulta del todo 
inaceptable para el consumidor especialmente cuando, como ocurre en este 
caso, se trata de un producto acogido a una IGP. Ballesteros en ese trabajo 
indicaba que el origen de estas diferencias podría ser la participación de una 
arte microbiota diferente en la fermentación lo que ha sido al menos en p
corroborado en el estudio descrito en el capítulo anterior. 
Hasta el momento de iniciar este trabajo, los estudios realizados en 
nuestro laboratorio para conocer la microbiota participante en la fermentación 
espontánea de la Berenjena de Almagro (Sánchez et al., 2000, 2003, 2004), se 
habían realizado utilizando muestras de salmuera tomadas de una de las 
principales industrias elaboradoras, pero no teníamos conocimiento alguno de 
lo que ocurría en otras empresas acogidas a esta IGP. 
Planteamos entonces un estudio con un doble objetivo i) conocer la 
diversidad genética de la microbiota láctica presente en la salmuera de 
fermentación de otras dos industrias elaboradoras, para compararla con 
aquella descrita por Sánchez et al. (2000) y ii) conocer la variabilidad 
existente en la composición de la microbiota láctica entre campañas en una 
misma empresa, para lo cual, se tomaron muestras de la misma en la que 
lo hicieron Sánchez et al. (2000). De este forma pretendíamos conocer si, al 
igual que ocurre en otras fermentaciones de alimentos (Marcellino et al., 
2001; Sánchez et al., 2005), 
 Introducción general 
Introducción general 
 
 
1. LA FERMENTACIÓN 
1.1. SIGNIFICADO Y ORÍGENES 
El término fermentación deriva del latín “fervere” (hervir) y ha sido definido 
por la RAE como “un proceso de cambio con efervescencia…un estado de agitación 
o de inquietud…cualquiera de las diversas transformaciones de las sustancias 
orgánicas”. 
Aunque éste término se utilizó en sus orígenes para describir la formación 
masiva de CO2 que se producía cuando las levaduras se desarrollaban sobre un 
sustrato azucarado, actualmente define un proceso en el que un sustrato se 
transforma en un producto o productos, por la acción de los microorganismos. 
No obstante, su significado puede variar y así, desde el punto de vista 
bioquímico el término “fermentación” se refiere al mecanismo de obtención de 
energía a través del catabolismo de compuestos orgánicos ocurrido en ausencia de 
O2, mientras que en Microbiología Industrial, se trata de un concepto mucho más 
amplio y se aplica a los procesos que emplean microorganismos para obtener un 
determinado producto. 
Para que una fermentación tenga lugar se necesita por tanto de la 
presencia de un sustrato, unos microorganismos y unas condiciones físicas 
adecuadas. 
Aplicada a los alimentos, la fermentación es una técnica de conservación 
utilizada desde antiguo, que permite obtener productos con características físicas, 
químicas y organolépticas totalmente distintas de las de la materia prima de la que 
proceden. Existen referencias que indican que en muchas civilizaciones antiguas se 
consumían alimentos obtenidos por fermentación como el vino, la cerveza, las 
leches fermentadas, el pan o los encurtidos. Con el paso del tiempo, cada país ha 
desarrollado su propia tradición en la preparación y producción de alimentos 
fermentados y como muestra de ello, cabe destacar que mientras los países 
orientales prefieren el uso de los mohos para la elaboración de una gran variedad 
de leches fermentadas, en los occidentales es más frecuente el uso de bacterias y 
de levaduras (Buckenhüskes, 1990 y 1993). 
 3 
Introducción general 
 
La fermentación aporta a los alimentos interesantes beneficios (Bourgeois y 
Larpent ,1989; Giraffa, 2004) así por ejemplo, 
• Mejora la calidad sensorial y las características organolépticas en 
general, al modificar la textura y el aroma de los mismos. 
• Incrementa el valor nutritivo, por la síntesis de vitaminas, aminoácidos 
esenciales y proteínas y por la degradación de factores antinutricionales que 
realizan los microorganismos. 
• Aumenta la seguridad de los alimentos, al reducir la presencia de 
compuestos tóxicos como las aflatoxinas y/o los compuestos cianogénicos. 
• Proporciona estabilidad a los alimentos, por la síntesis de compuestos 
antimicrobianos que inhiben el desarrollo de microorganismos patógenos, lo que 
hace aumentar su vida útil. 
• Es una fuente de valor añadido a la materia prima, sobre todo de los 
productos agrícolas, pues permite ampliar el periodo de suministro al mercado, 
problema importante por la corta estacionalidad de frutas y hortalizas (Hansen, 
2002; Holzapfel, 2002). 
Finalmente, hay que señalar que la fermentación requiere menor consumo 
energético que otros métodos de conservación de alimentos. 
1.2. TIPOS DE FERMENTACIÓN 
Las transformaciones más importantes de los alimentos por fermentación 
tienen como principal sustrato los carbohidratos y son fundamentalmente de tres 
tipos: la fermentación láctica, la fermentación alcohólica y la fermentación acética. 
Cada una de ellas es producida por unos microorganismos específicos, 
obteniéndose distintos productos finales. Así, mientras en la fermentación 
alcohólica se produce etanol como producto mayoritario y es realizada por las 
levaduras, en la fermentación acética se produce la oxidación del etanol a ácido 
acético y es realizada por bacterias del género Acetobacter. Por su parte, en la 
fermentación láctica se produce ácido láctico como producto único o mayoritario y 
es realizada por un grupo de bacterias denominas bacterias lácticas (BL). En ésta, 
hay que distinguir entre la denominada fermentación homofermentativa u 
 4 
Introducción general 
 
 
homoláctica, que es aquella en la que a partir de una molécula de glucosa se 
producen dos moléculas de ácido láctico, y la heterofermentativa o heteroláctica 
en la que además de una molécula de ácido láctico se obtienen entre otros 
productos etanol, ácido acético y CO2. 
La conservación de los alimentos por fermentación láctica, aunque en el 
mundo occidental tiene un papel secundario con respecto a otras técnicas más 
modernas como el tratamiento térmico, la congelación o la deshidratación, 
continúa siendo, incluso en los países más desarrollados, un método muy utilizado 
para la conservaciónde algunos alimentos, como los vegetales o los productos 
cárnicos, y como sistema de obtención de una gran variedad de productos lácteos. 
Otras fermentaciones posibles, aunque en ocasiones indeseables, son las 
que se recogen en la Tabla 1. 
TABLA 1. Fermentaciones bacterianas que transcurren a través de la ruta glucolítica 
Fermentación Productos principales del 
ácido pirúvico 
Microorganismo 
responsable 
 
 
Ácido-mixta 
Ácido láctico 
Ácido acético 
Ácido succínico 
Ácido fórmico (o CO2 y H2) 
Etanol 
 
 
Escherichia 
Butanodiólica Idem anterior, pero además 
2,3-Butanodiol 
Enterobacter 
 
 
Butírica 
Ácido butírico 
Ácido acético 
CO2 y H2
 
 
Clostridium 
Acetona-
butanólica 
Idem anterior, pero además 
butanol, etanol, acetona, 
isopropanol 
 
Clostridium 
 
Propiónica 
Ácido propiónico 
Ácido acético 
CO2
 
Propionibacterium 
 
 5 
Introducción general 
 
Las rutas metabólicas para la fermentación de la glucosa utilizadas por los 
distintos microorganismos y sus correspondientes productos finales, se muestran 
de forma esquemática en la Figura 1. 
 
FIGURA 1. Vías metabólicas para la fermentación de la glucosa utilizadas por algunos 
microorganismos. 1: Bacterias lácticas homofermentativas; 2: Bacterias lácticas 
heterofermentativas; 3 y 4: Propionibacterium; 5: Saccharomyces spp. 6: Acetobacter 
spp.; 7: Cepas de Acetobacter “superoxidantes”. 
 
 6 
Introducción general 
 
 
 
FIGURA 1 (Cont.). 8: Escherichia; 9: Enterobacter; 10 y 11: Clostridium. 
 7 
Introducción general 
 
1.2.1. Fermentación láctica de vegetales 
La mayoría de los vegetales han sido o pueden ser conservados por 
fermentación. Los más conocidos en Europa y en Estados Unidos son las aceitunas, 
de las que España es el primer productor, los pepinillos y la col fermentada (“col 
ácida” o “sauerkraut”) y, en menor grado, otros muchos como las cebolletas, las 
zanahorias, la coliflor, las berenjenas o las alcaparras. 
En su elaboración el efecto combinado de la sal y del vinagre, añadidos en 
la salmuera de fermentación, ejerce un control selectivo del crecimiento 
microbiano, favoreciendo el desarrollo de las bacterias lácticas naturalmente 
presentes en los frutos, que son las que transforman los azúcares de los frutos en 
ácido láctico. Como consecuencia de esta fermentación se producen además 
importantes cambios en el color, la textura, el sabor y el aroma de los frutos. Así por 
ejemplo, los pepinillos pasan de tener un color verde claro pálido a verde oscuro, 
cambio producido por la transformación de las clorofilas a y b en feofórbidos y 
feofitinas, la textura pasa a ser más crujiente y menos dura, desarrollándose 
además un sabor y aroma típicos, como consecuencia de la formación de ácido 
láctico y de otros compuestos volátiles como el ácido acético. 
Un aspecto importante a tener en consideración en la fermentación de los 
vegetales es que, dado que los nutrientes necesarios para el crecimiento de las 
bacterias se encuentran en los frutos, la velocidad de crecimiento de las mismas y 
por consiguiente del proceso, va a depender de la velocidad de difusión de estos 
nutrientes a la salmuera. Este hecho puede hacer pensar que la fermentación tiene 
lugar exclusivamente en la salmuera, lo que ha sido desmentido por algunos 
autores como Montaño et al. (1992), quienes han comprobado que ésta ocurre 
simultáneamente en el interior de los frutos y en la salmuera. La estructura 
histológica del producto influirá notablemente en la velocidad de la fermentación y 
en el tipo de microorganismos involucrados (Daeschel et al., 1987). Así por ejemplo 
las levaduras, al ser células de mayor tamaño, no pueden atravesar los estomas, 
motivo por el que se han encontrado casi exclusivamente en la salmuera, mientras 
que las bacterias se han encontrado en ambas localizaciones. 
En la fermentación de los vegetales pueden utilizarse dos tipos de 
procesos: 
 8 
Introducción general 
 
 
1.2.1.1. Fermentación espontánea 
Es la que utiliza de forma mayoritaria la industria del sector. En ésta, los 
frutos frescos previamente acondicionados y escaldados, son colocados en 
recipientes adecuados donde se añade una salmuera de diferente composición 
según el tipo de producto a elaborar, iniciándose entonces la fermentación. La 
microbiota epifítica de los frutos, que en estado fresco es numerosa y variada 
incluyendo BL y otros microorganismos, algunos de ellos potencialmente 
peligrosos como Pseudomonas, Bacillus y Enterobacter (Etchells et al., 1975), es la 
responsable de la fermentación. 
La velocidad y la extensión del crecimiento de las distintas especies 
microbianas durante la fermentación, y por consiguiente del proceso, dependerán 
tanto del tipo de producto como de las condiciones ambientales que concurran en 
el mismo, siendo la temperatura, la concentración de sal en la salmuera, la 
presencia de compuestos inhibidores naturales y el contenido en carbohidratos 
fermentables de los frutos, los factores más influyentes. 
En la fermentación láctica espontánea de los vegetales se diferencian hasta 
4 etapas (Fleming, 1982): 
1. Inicio o iniciación 
En ésta se desarrollan todo tipo de bacterias, Gram (+) y Gram (-), que 
proceden tanto de la materia prima como de los materiales utilizados, bidones, 
cajas, etc. Si bien, la adición a la salmuera de algunos ingredientes como el vinagre, 
contribuye al control del crecimiento de algunas bacterias indeseables como las 
enterobacterias. 
Un factor de gran importancia que debe ser controlado en esta etapa es la 
velocidad de acidificación, ya que influirá notablemente en la calidad del producto 
final obtenido. 
Al final de esta etapa, cuya duración varía con las condiciones ambientales, 
aparecen las bacterias lácticas. Su crecimiento ocasiona una acidificación 
progresiva del medio y la consiguiente desaparición de otras bacterias presentes. 
 
 9 
Introducción general 
 
2. Fermentación primaria 
En ésta existe un claro predominio de las bacterias lácticas aunque también 
pueden aparecer levaduras fermentativas. 
Los principales factores que gobiernan la composición y la secuencia de 
aparición de las distintas especies de BL a lo largo de esta etapa son: 1) la 
composición inicial de la población microbiana del producto, 2) la velocidad de 
crecimiento en la salmuera utilizada, que dependerá a su vez de las condiciones 
químicas (acidez y concentración de sal) y ambientales (temperatura) de ésta, y 3) 
la tolerancia a la acidez de las mismas. 
En términos generales, es frecuente encontrar una mezcla de especies 
homo y heterofermentadoras, entre las que predominan Leuconostoc (Ln.) 
mesenteroides (heterofermentadora), Lactobacillus (L.) brevis 
(heterofermentadora), Pediococcus (P.) pentosaceus (homofermentadora) y L. 
plantarum (homofermentadora) (Pederson, 1979). La especie L. plantarum, por su 
mayor ácido-tolerancia, es la que habitualmente se aísla al final de la fermentación 
primaria aunque esto depende del tipo de producto. 
El final de la fermentación primaria viene dado por la inhibición de la 
microbiota láctica, producida como consecuencia del agotamiento de los azúcares 
y del notable descenso del pH de la salmuera, debido a la presencia de los ácidos 
láctico y acético. En este sentido, la capacidad tamponante de la salmuera y el 
contenido en carbohidratos fermentables de los frutos, son dos de los factores que 
más influyen en la extensión de esta etapa de fermentación primaria. La utilización 
de salmueras con gran capacidad tamponante, como aquellas que llevan acetato 
cálcico, permite prolongar la duración de esta fase y el consiguiente agotamiento 
de los azúcares, lo que evitará el posterior crecimiento de microorganismos poco 
deseables como las levaduras (Fleming et al., 1978). 
3. Fermentación secundaria 
Ésta se caracteriza por el crecimiento de levaduras fermentativas ácido-
tolerantes,que utilizan la materia fermentable que pudiera quedar en la salmuera 
después de la inhibición de las BL. 
 10 
Introducción general 
 
 
El crecimiento de éstas, puede ocasionar algunos defectos en el producto, 
como por ejemplo un hinchamiento excesivo o la formación de cavidades o huecos 
interiores por el CO2 y el H2 producidos, defectos de especial importancia en los 
pepinillos. Algunas levaduras fermentativas como las pertenecientes al género 
Saccharomyces, pueden también producir un ablandamiento del vegetal, al 
producir enzimas pectinolíticos que modifican los constituyentes pécticos de los 
frutos (Vaughn, 1985). Por último indicar que algunas de estas levaduras son 
capaces de utilizar el ácido láctico formado en las etapas anteriores, lo que 
ocasiona un aumento del pH de la salmuera, favoreciéndose el desarrollo de otros 
microorganismos también indeseables (Montaño et al., 1992). 
4. Post-fermentación
En esta última etapa, y como consecuencia de una contaminación 
ambiental, especialmente si la superficie de la salmuera está expuesta al aire, puede 
producirse un rápido crecimiento de levaduras, mohos oxidativos e incluso 
bacterias esporuladas que ocasionan un gran deterioro de los productos. 
La Tabla 2 resume los microorganismos participantes en las diferentes 
etapas de la fermentación espontánea de los vegetales. 
Tabla 2. Sucesión de especies microbianas en las distintas etapas de la fermentación 
espontánea de los vegetales 
ETAPA MICROORGANISMOS 
Inicio Bacterias Gram (+) y Gram (-) 
Fermentación primaria Bacterias lácticas y levaduras 
Fermentación secundaria Levaduras 
Post-fermentación Levaduras, mohos y bacterias esporuladas 
La fermentación espontánea, a pesar de ser la más utilizada en la 
elaboración de encurtidos, presenta algunos inconvenientes que limitan el 
rendimiento del proceso y pueden afectar a la calidad del producto final. En primer 
lugar, es difícil predecir el curso de la fermentación, ya que depende de numerosos 
factores, muchos de ellos incontrolables. De una parte, la carga microbiana del 
producto fresco es extremadamente variable y su influencia sobre la velocidad y 
 11 
Introducción general 
 
correcta evolución de la fermentación es decisiva. Por otra, la temperatura 
ambiental en la época de elaboración, puede ser desfavorable para el crecimiento 
de la microbiota natural, lo que puede suponer la paralización o incluso la no 
iniciación de la fermentación. 
1.2.1.2. Fermentación dirigida: uso de cultivos iniciadores o 
“starters” 
Actualmente, la mayor parte de las fermentaciones industriales son 
procesos dirigidos en los que se añaden de forma deliberada cultivos de 
microorganismos específicos llamados cultivos iniciadores o “starters”. Estos podrían 
ser definidos como “preparaciones microbianas que contienen un elevado número 
de células de al menos un microorganismo y que se añaden para acelerar y 
conducir la fermentación de un alimento” (Leroy y De Vuyst, 2004). Las ventajas de 
su uso no se limitan a la reducción del tiempo de fermentación, sino que además 
disminuyen la probabilidad de que se produzcan alteraciones y permiten la 
obtención de productos de mejor calidad organoléptica, más estables y 
homogéneos. Su utilización garantiza que las características organolépticas y la 
calidad higiénico-sanitaria del producto obtenido serán las adecuadas, aspectos 
con importantes repercusiones económicas (Smith y Palumbo, 1981 y 1983). 
Ross et al. (2002) utilizan el término “biopreservación” para designar la 
prolongación de la vida útil de un alimento y la mejora de su calidad sanitaria, 
derivadas de la utilización de microorganismos y/o sus metabolitos. En este sentido 
es bien conocido que además de su función tecnológica, los microorganismos 
utilizados como cultivos iniciadores son seleccionados, entre otras razones, por 
producir un amplio rango de compuestos antimicrobianos, que inhibirán el 
crecimiento de microorganismos alterantes y/o patógenos potencialmente 
presentes en los alimentos (Lindgren y Dobrogosz, 1990; Stiles, 1996). 
Por todo ello, actualmente la industria alimentaria relacionada con la 
producción a gran escala de productos fermentados, utiliza casi exclusivamente 
cultivos iniciadores que contienen cepas definidas, que han reemplazado a las 
viejas prácticas de fermentación basadas en el “pie de cuba” o en el empleo de 
iniciadores con una mezcla de cepas “desconocidas” (Ross et al., 2002). 
 12 
Introducción general 
 
 
Este hecho ha propiciado la utilización intensiva de unas pocas cepas con 
excelentes cualidades, lo que no es del todo recomendable porque ocasiona 
problemas como los de pérdida de biodiversidad en los correspondientes nichos 
ecológicos o los causados en la industria láctea por la presencia de bacteriófagos 
(Klaenhammer y Fitzgerald, 1994). En los últimos años la Unión Europea ha 
manifestado un creciente interés por preservar la biodiversidad de los 
microorganismos involucrados en la producción de alimentos fermentados 
tradicionales (EC, 1999), amenazada por el uso extendido de cultivos iniciadores. 
El diseño de cultivos iniciadores para la fermentación de alimentos es un 
complejo proceso que requiere 1) un estudio ecológico de los ecosistemas 
naturales de fermentación para conocer la microbiota presente en los mismos 
(Vogel et al., 2002), ya que las cepas allí presentes serán las mejor adaptadas a las 
condiciones del medio y 2) el estudio de las propiedades tecnológicas y fisiológicas 
de las cepas predominantes, para seleccionar aquellas que presenten las mejores 
propiedades para ser utilizadas a nivel industrial (Quiberoni et al., 1998). Las 
propiedades deseables en estas cepas dependerán del tipo de producto a elaborar, 
y han sido descritas para aquellas utilizables en la elaboración de productos lácteos 
(Quiberoni et al., 1998), cárnicos (Erkkilä et al., 2001) y vegetales (Daeschel y 
Fleming, 1984; Daeschel et al., 1987). Finalmente, habrá que estudiar la capacidad 
de implantación de las cepas seleccionadas en el proceso industrial, para lo que 
será necesario utilizar técnicas de caracterización como las moleculares, con gran 
capacidad discriminante a la vez que metodológicamente sencillas (Ramos y 
Harlander, 1990), para hacer un seguimiento de las cepas inoculadas (Garriga et 
al., 1996; Quiberoni et al., 1998; Mora et al., 2000; Blaiotta et al., 2001; Cocolin et 
al., 2001; Marcellino et al., 2001; Brennan et al., 2002). 
Las características deseables en los cultivos iniciadores que vayan a ser 
utilizados en la fermentación de productos vegetales son básicamente las 
siguientes: 
• Capacidad acidificante. Una rápida producción de ácidos hará 
descender el pH de la salmuera, lo que inhibirá el crecimiento de microorganismos 
indeseables en la etapa inicial de la fermentación. 
 13 
Introducción general 
 
• Osmotolerancia (tolerancia a la sal), variando en este caso las exigencias 
en función del producto a elaborar. 
• La Tª de crecimiento óptima de la cepa utilizada debe ser próxima a la Tª 
ambiente del lugar de fabricación, lo que permitirá una adecuada velocidad del 
proceso. Siempre será deseable que las cepas seleccionadas tengan además una 
tasa de crecimiento lo más alta posible a temperaturas por debajo de su óptimo, ya 
que muchos de estos procesos se llevan a cabo a temperatura ambiente y en 
ocasiones ésta es baja. 
• Elevado poder fermentativo, lo que permitirá un consumo total de la 
materia fermentable en el menor tiempo posible con el mayor rendimiento. 
• Baja producción de dióxido de carbono. 
• Facilidad de sedimentación o floculación. 
• Resistencia a los bacteriófagos y a inhibidores, tanto procedentes del 
fruto como de otros microorganismos. 
• Mínimos requerimientos nutritivos. 
• Capacidad para producir metabolitos inhibidores del crecimiento de 
otros microorganismos (peróxido de hidrógeno y/o bacteriocinasentre otros) lo 
que favorecerá su implantación en el proceso. Los importantes beneficios que el 
uso de cepas productoras de bacteriocinas puede reportar en la producción de 
alimentos fermentados, ha hecho que esta sea una de las características más 
buscadas en las cepas que vayan a formar parte de un cultivo iniciador (McMullen y 
Stiles, 1996; Muriana, 1996). 
• Los productos obtenidos deben tener características organolépticas 
aceptables y propias. 
• Capacidad para incrementar el valor nutritivo del vegetal. 
• Preferiblemente, podrán ser conservados por congelación o liofilización, 
sin que se vean afectadas sus propiedades ni se ocasionen pérdidas en su actividad, 
lo que hará posible su producción a nivel industrial. 
 14 
Introducción general 
 
 
Además de estas, deben ser consideradas otras características más 
generales como: 
• La seguridad, ya que en todos los casos debe tratarse de 
microorganismos considerados GRAS (Generally Recognized As Safe). Dentro de 
este apartado, es importante verificar que no presenten resistencias a los 
antibióticos transferibles (EC, 2003), ya que podrían entonces convertirse en 
potenciales reservorios para la transmisión de estas resistencias a través de la 
cadena alimentaria (Teuber y Perreten, 2000). 
• La competitividad tecnológica. Los microorganismos añadidos deben 
ser capaces de llegar a predominar sobre la microbiota espontánea y desarrollar su 
actividad metabólica en las condiciones físico-químicas (salinidad, acidez, 
temperatura) bajo las cuales se elabora el producto y por último, 
• La viabilidad económica. El procedimiento de obtención de estos 
cultivos iniciadores debe ser económicamente viable. 
En la fermentación de vegetales, y a pesar de las ventajas anteriormente 
mencionadas, la utilización de cultivos iniciadores no está muy extendida por 
diversas razones: 
 La propia complejidad del proceso fermentativo no ha permitido 
conocer en profundidad la importancia relativa de cada microorganismo en el 
mismo, lo que ha hecho difícil el diseño de un cultivo iniciador. 
 La fermentación espontánea transcurre por lo general y siempre que la 
materia prima se procese correctamente, sin mayores problemas. 
 La utilización como inóculo de salmuera “madre” en estado óptimo de 
fermentación, da normalmente buenos resultados. 
 El tratamiento térmico necesario para eliminar la microbiota natural del 
vegetal, es costoso y en ocasiones imposible de llevar a cabo, al no disponer las 
industrias de las instalaciones necesarias. 
 La tecnología que utiliza la industria de encurtidos no es la más 
adecuada para la fermentación con cultivos iniciadores. 
 15 
Introducción general 
 
Algunos autores han descrito la utilización de cultivos iniciadores en la 
elaboración de pepinillos (Etchells et al., 1973; Fleming, 1982; Rodrigo et al., 1984 y 
1985), col fermentada (Christ et al., 1980; Leclaire, 1981; Giesschner et al., 1982; 
Kandler, 1983a) y aceitunas (Balatsouras et al., 1983; Ruiz Barba et al., 1994). 
2. LAS BACTERIAS LÁCTICAS 
2.1. CARACTERÍSTICAS GENERALES Y DE CULTIVO 
Desde la antigüedad (3200 a.C.) existen referencias de la existencia de 
leches fermentadas, si bien la primera descripción de la participación de bacterias 
en éstas y otras fermentaciones se debe a Louis Pasteur, quién en el año 1857 las 
considera responsables del agriado del vino y de la cerveza. En el año 1873, Lister 
aísla y purifica a “Bacterium lactis” (actual Lactococcus lactis) a partir de leche ácida 
(Stiles y Holzapfel, 1997) y algunos años más tarde, en 1890, se introduce, casi 
simultáneamente en Dinamarca y Alemania por los científicos Weigmann y Storch 
respectivamente, el uso de estas bacterias como cultivos iniciadores para la 
fermentación de la leche. 
Tradicionalmente bajo la denominación de “bacterias lácticas”, se han 
incluido un grupo de bacterias con una gran diversidad morfológica y fisiológica, 
cuya característica principal es la de ser capaces de producir ácido láctico como 
metabolito final mayoritario (al menos un 50%) de la fermentación de los hidratos 
de carbono (Orla-Jensen, 1919; Sharpe, 1979). Kandler y Weiss (1986) las definen 
como “bacterias Gram positivas, no esporuladas, catalasa negativo, inmóviles, de 
morfología celular cocoide o bacilar, con la característica principal de ser 
estrictamente fermentativas y producir como compuesto final de dicha 
fermentación ácido láctico, como producto único o mayoritario. Además son 
microaerófilas o anaerobias facultativas, incapaces de sintetizar citocromos, 
acidúricas o acidófilas y no reductoras de los nitratos”. 
Axelsson (1998) indica que no existe una definición inequívoca para un 
grupo tan heterogéneo desde el punto de vista taxonómico, ya que aunque la 
mayoría de las especies que lo integran cumplen las características anteriormente 
mencionadas, cuando se cultivan en condiciones “normales”, pueden existir 
 16 
Introducción general 
 
 
excepciones, y así por ejemplo en medios ricos en sangre, algunas pueden 
presentar actividad catalasa o pseudocatalasa, mostrándose como catalasa (+). 
Poseen además una gran especificidad fisiológica y sus requerimientos 
nutricionales son complejos, motivo por el que las BL se encuentran en la 
naturaleza asociadas a habitats ricos en nutrientes, como son algunos alimentos, 
leche, carnes y vegetales, la boca, el intestino, la vagina, etc. en los que son 
consideradas “inquilinos” habituales. 
Por este motivo su cultivo en el laboratorio requiere de medios muy ricos 
que contengan diversos factores de crecimiento, como vitaminas del grupo B, 
aminoácidos preformados, péptidos y bases púricas y pirimidínicas, que resultarán 
por ello poco selectivos, como el MRS (Man et al., 1960), el agar Rogosa (Rogosa et 
al., 1951) o el agar sangre. Además, hay que tener en consideración que las BL 
utilizan los azúcares sólo como fuente de energía, mientras que el carbono 
necesario para el crecimiento lo toman de los aminoácidos (Parés y Juárez, 1997). 
Con respecto al pH de crecimiento hay que indicar que aunque toleran 
bien los pHs ácidos, a medida que el medio se va acidificando como consecuencia 
de su crecimiento, disminuye el número de especies que son capaces de sobrevivir. 
La mayoría crecen e incluso prefieren pHs comprendidos en el intervalo entre 4,0 y 
4,5, aunque puede encontrarse algún género o especie capaz de crecer a pH 3,9, 
como L. plantarum o L. brevis (Samelis et al., 1994) y otros que lo hacen a pHs 
comprendidos entre 9,2 y 9,6 como las especies Streptococcus lactis y 
Streptococcus thermophilus o aquellas del género Carnobacterium (Larpent, 1995; 
Axelsson, 1998). 
Las bacterias de este grupo pueden agruparse atendiendo a su 
temperatura óptima de crecimiento en: 
• Especies mesófilas, cuya temperatura óptima está comprendida en el 
intervalo de 22 a 34 ºC. En este se incluyen la mayoría de las especies de todos los 
géneros. 
• Especies termófilas, con una temperatura óptima entre los 37 ºC y los 45 
ºC. En éste se incluyen algunas especies del género Lactobacillus, como L. 
 17 
Introducción general 
 
bavaricus, que se utiliza en la fabricación del yogurt, y algunas del género 
Streptococcus como S. thermophilus. 
Por último, en cuanto a la tolerancia al oxígeno destacar que aunque por 
definición son especies microaerófilas, es decir sólo van a crecer bien con bajas 
presiones parciales de oxígeno, son generalmente aerotolerantes y la mayoría 
crecen mejor en atmósferas con un 5-10% de CO2. Sólo algunas especies como L. 
ruminis y L. vitulinus, que se encuentran en el intestino de los animales, son 
anaerobias estrictas (Kandler y Weiss, 1986). 
2.2. TAXONOMÍA DEL GRUPO 
Los primeros intentos de clasificar taxonómicamente las BL se deben a 
Orla-Jensen (1919) quien, basándose en la morfología y la disposición celular y en 
criterios fisiológicos tales como, el tipo de metabolismo fermentativode la glucosa, 
el tipo de isómero del ácido láctico producido y la capacidad para desarrollarse a 
10 y a 45 ºC, clasificó a aquellas de morfología bacilar en los géneros: 
Betabacterium, Thermobacterium, Streptobacterium y Microbacterium, y a las de 
morfología cocoide en los géneros: Streptococcus, Betacoccus y Tetracoccus. 
Esta primera clasificación ha sufrido diversas modificaciones con el paso de 
los años. En la edición del Bergey´s Manual of Determinative Bacteriology del año 
1986, las bacterias con las características anteriormente descritas se incluyeron en 
los géneros Lactobacillus, Erysipelothrix, Streptococcus, Pediococcus, Leuconostoc, 
Aerococcus y Gemella. A su vez, las especies del género Lactobacillus (Kandler y 
Weiss, 1986) fueron distribuidas en tres grupos dependiendo de que poseyeran o 
no las enzimas fructosa-1,6-difosfato aldolasa y fosfocetolasa, enzimas claves del 
metabolismo homo y heterofermentativo, respectivamente. El grupo I comprendía 
a los lactobacilos homofermentativos obligados, el grupo II a los lactobacilos 
heterofermentativos facultativos y el grupo III a los lactobacilos heterofermentativos 
obligados. 
En los últimos años, el desarrollo y la aplicación de técnicas bioquímicas y 
moleculares sofisticadas, como la determinación de la composición de bases 
guanina-citosina del ADN (mol% G+C), la hibridación de los ácidos nucleicos 
(ADN:ADN y ADN:ARN) y/o su secuenciación, han originado importantes cambios 
 18 
 
 
 19
Así pues, considerando como características definitorias de las BL: la 
respuesta positiva a la tinción Gram, la incapacidad de esporular, el carácter 
microaerófilo o anaerobio facultativo, la ausencia de citocromos, la de ser catalasa 
sensu stricto negativas, la capacidad para producir ácido láctico como metabolito 
final mayoritario de la fermentación de los hidratos de carbono, el poseer un 
contenido G+C inferior al 55 mol% y la de tener una estrecha relación con los 
alimentos, se establece que el grupo de las BL está constituido por los géneros: 
Lactobacillus (L.), Carnobacterium (C.), Streptococcus (S.), Lactococcus (Lc.), 
Vagococcus (V.), Enterococcus (E.), Leuconostoc (Ln.), Oenococcus (O.), 
Pediococcus (P.), Weissella (W.) y Tetragenococcus (T.). La Tabla 3 muestra las 
principales características fenotípicas de estos géneros. 
Collins et al. (1993) constituyen el género Weisella con especies 
heterofermentadoras que habían pertenecido a los géneros Lactobacillus o 
Leuconostoc y Dicks et al. (1995) proponen que la especie Leuconostoc oenos 
alcance la categoría de género pasando a denominarse Oenococcus, siendo hasta 
el momento monoespecífico (Oenococcus oeni ). 
en la taxonomía de las BL, la mayoría de los cuales aparecen reflejados en la 9ª 
edición del Bergey´s Manual of Determinative Bacteriology (Holt et al., 1994). Así 
por ejemplo, esta edición recoge la división del género Streptococcus en tres 
géneros filogenéticamente distintos: Streptococcus sensu stricto, Enterococcus y 
Lactococcus. Los estreptococos móviles, incluidos anteriormente en el género 
Lactococcus, forman parte ahora de un nuevo género el Vagococcus (Collins et al., 
1989), de igual forma que, algunas especies del género Lactobacillus, han pasado a 
formar un nuevo género el Carnobacterium (Collins et al., 1987). La especie 
Pediococcus halophilus también ha pasado a formar parte de un nuevo género 
denominado Tetragenococcus (Collins et al., 1990). 
El género Bifidobacterium aunque tradicionalmente incluido en este grupo 
por producir ácido láctico a partir de la glucosa, está filogenéticamente más 
próximo al grupo de los actinomicetos, por lo que ha sido excluido del grupo de las 
bacterias lácticas (Axelsson, 1998). 
 
Introducción general 
 
 
 
 
In
tro
d
u
cció
n
 
TABLA 3. Características fenotípicas de las bacterias lácticasa (Fuente: Axelsson, 1998). 
 Bacilos Cocos 
Característica Carnob. Lactob. Aeroc. Enteroc. Lactoc. 
Vagoc. 
Leucon. 
Oenoc. 
Pedioc. Streptoc. Tetragenoc. Weissellab
 
Formación de tétradas 
 
− 
 
− 
 
+ 
 
− 
 
− 
 
− 
 
+ 
 
− 
 
+ 
 
− 
 
CO2 a partir de glucosa
c
 
−e
 
± 
 
− 
 
− 
 
− 
 
+ 
 
− 
 
− 
 
− 
 
+ 
 
Crecimiento a 10 ºC 
 
+ 
 
± 
 
+ 
 
+ 
 
+ 
 
+ 
 
± 
 
− 
 
+ 
 
+ 
 
Crecimiento a 45 ºC 
 
− 
 
± 
 
− 
 
+ 
 
− 
 
− 
 
± 
 
± 
 
− 
 
− 
 
Crecimiento con 6,5% NaCl 
 
NDf
 
± 
 
+ 
 
+ 
 
− 
 
± 
 
± 
 
− 
 
+ 
 
± 
 
Crecimiento con 18% NaCl 
 
− 
 
− 
 
− 
 
− 
 
− 
 
− 
 
− 
 
− 
 
+ 
 
− 
 
Crecimiento a pH 4,4 
 
ND 
 
± 
 
− 
 
+ 
 
± 
 
± 
 
+ 
 
− 
 
− 
 
± 
 
Crecimiento a pH 9,6 
 
− 
 
− 
 
+ 
 
+ 
 
− 
 
− 
 
− 
 
− 
 
+ 
 
− 
 
Ácido lácticod
 
L 
 
D, L, DLg
 
L 
 
L 
 
L 
 
D 
 
L, DLg
 
L 
 
L 
 
D, DLg
a+, positivo; −, negativo; ± respuesta variable según especies; ND, no determinada. 
bWeissella también puede tener forma bacilar. 
cHomo o heterofermentación de la glucosa: negativo y positivo indican homofermentación y heterofermentación, respectivamente. 
dConfiguración del ácido láctico producido a partir de la glucosa. 
ePequeñas cantidades de CO2 pueden ser producidas, dependiendo del medio. 
fCrecimiento negativo en 8% de NaCl. 
 gProducción de ácido D-,L- o DL-láctico varía entre especies. 
Introducción general 
 
2.3. METABOLISMO 
Las bacterias lácticas tienen un metabolismo complejo y diverso lo que les 
permite adaptarse a situaciones cambiantes, aunque las condiciones de cultivo 
impuestas cuando se trabaja con ellas en el laboratorio limitan sin duda sus 
posibilidades (Axelsson, 1998). 
Como se ha indicado anteriormente, la característica esencial del 
metabolismo de las bacterias lácticas es la producción de ácido láctico como 
principal metabolito de la fermentación de los carbohidratos, si bien dependiendo 
del sustrato disponible producirán además otros compuestos. 
El estudio del metabolismo de las bacterias lácticas suele hacerse 
atendiendo al tipo de sustrato, habiéndose establecido dos grandes grupos: 
• El de los azúcares y compuestos relacionados, donde se incluyen los 
ácidos orgánicos y, 
• El de los compuestos nitrogenados 
2.3.1. Metabolismo de los azúcares y compuestos 
relacionados 
Las bacterias lácticas tienen una gran capacidad para degradar diferentes 
carbohidratos y otros compuestos relacionados, siendo los azúcares el mejor 
sustrato para su crecimiento. 
La Figura 2 muestra un esquema de las rutas metabólicas comúnmente 
utilizadas para la fermentación de estos compuestos. 
Las dos más importantes son: 
A) Glucolisis o vía de Embden-Meyerhof-Parnas (EMP) (A en la Figura 2). Es 
la ruta a través de la cual las especies denominadas homofermentadoras, en 
condiciones de crecimiento estándar (concentraciones no limitantes de glucosa, 
disponibilidad de factores de crecimiento, vitaminas, aminoácidos y precursores de 
ácidos nucleicos, y cantidad de oxígeno limitada), metabolizan las hexosas 
produciendo dos moles de ácido láctico y dos moles de ATP por mol de hexosa 
 21 
 
Introducción general 
 
fermentada, sin producción neta de poder reductor. El enzima clave en esta ruta es 
la fructosa-1,6-difosfato aldolasa. Estas especies carecen de los enzimas glucosa-6-
fosfato deshidrogenasa y 6-fosfogluconato deshidrogenasa y por ello son 
incapaces de fermentar las pentosas o el gluconato. 
Además de la glucosa, otras hexosas que también son fermentadas a través 
de esta vía por algunas BL son la fructosa y la manosa que entran a nivel de la 
glucosa-6P o de la fructosa-6P, después de una isomerización y/o fosforilación. 
B) Ruta del 6-fosfogluconato/fosfocetolasa (6-PG/PK) (B en la Figura 2). En 
ésta se producen, además de ácido láctico, cantidades significativas de otros 
productos como etanol, acetato o CO2, motivo por el que se conoce como ruta 
heterofermentativa. El rendimiento energético de esta reacción es un molde ATP y 
3 moles de NADH por mol de hexosa fermentada. Para recuperar el equilibrio 
redox de la reacción y, en ausencia de aceptores de electrones alternativos, será 
necesaria 1) la reducción del piruvato a lactato, reacción en la que se oxida uno de 
los moles de NADH y 2) que el acetíl-fosfato se reduzca a etanol. En presencia de 
aceptores de electrones alternativos, se formará ácido acético en lugar de etanol 
como producto final. 
La fructosa puede ser metabolizada a través de esta ruta de forma análoga 
a la glucosa y puede también actuar como aceptor de electrones en la oxidación 
del NADH, reduciéndose entonces gran parte de la misma a manitol. La reacción 
que sucede es la siguiente: 
3 Fructosa 2 Manitol + láctico + acético + CO2 
 
 
 22 
Introducción general 
 
FIGURA 2. Principales rutas de transporte y metabolismo de azúcares utilizadas por las 
bacterias lácticas. (A) Fermentación homoláctica (glucolisis o vía de Embden-Meyerhof-Parnas); (B) 
Fermentación heteroláctica (ruta del 6-fosfogluconato/fosfocetolasa); (C) ruta de la tagatosa-6-fosfato; (D) 
ruta de Leloir. Las enzimas numeradas son: 1, β-galactosidasa; 2, fosfo-β-galactosidasa; 3, galactosa-6P 
isomerasa; 4, tagatosa-6P quinasa; 5, tagatosa 1,6-diP aldolasa; 6, triosa-P isomerasa; 7, glucoquinasa; 8, 
glucosa-6P isomerasa; 9, fosfofructoquinasa; 10, 1,6-diP-aldolasa; 11, galactoquinasa; 12, glucosa-6P 
deshidrogenasa; 13, gluconato-6P deshidrogenasa; 14, ribulosa-P epimerasa; 15, fosfocetolasa; 16, 
gliceraldehído-P deshidrogenasa; 17, lactato deshidrogenasa; 18, acetaldehído deshidrogenasa; 19, 
alcohol deshidrogenasa. 
 23 
 
Introducción general 
 
Las especies heterofermentativas pueden a su vez ser facultativas o 
estrictas. Las primeras metabolizan las hexosas por la vía de Embden-Meyerhof y 
además son capaces de transformar las pentosas en lactato y acetato, al poseer una 
fosfocetolasa inducida por la presencia de pentosas (Kandler, 1983b). Esta ruta es 
utilizada por un grupo de lactobacilos denominados tradicionalmente 
Streptobacterium (Orla-Jensen, 1919). Por el contrario, las heterofermentativas 
estrictas van a producir por cada mol de glucosa, un mol de ácido láctico, un mol 
de etanol o acetato y un mol de CO2, siendo también capaces de fermentar las 
pentosas produciendo ácido láctico y acético. 
Puede concluirse que las diferencias entre las BL homo y 
heterofermentativas, en lo que a productos finales de la fermentación se refiere, 
son consecuencia de diferencias básicas de tipo genérico y fisiológico. Las 
homofermentativas poseen los enzimas fructosa 1,6-difosfatoaldolasa y hexosa-
isomerasa que no tienen las heterofermentativas, mientras que éstas últimas 
poseen una fosfocetolasa, de la que carecen las primeras. 
El rendimiento energético de ambas rutas es también claramente diferente. 
Las bacterias homofermentativas son capaces de extraer doble cantidad de energía 
de la fermentación de la glucosa que la que genera la ruta heterofermentativa. Del 
mismo modo, que la cantidad de ácidos producida es mayor en la ruta 
homofermentativa que en la heterofermentativa. 
Además de las diferencias fisiológicas comentadas, hay que tener en 
consideración que las condiciones de crecimiento pueden alterar 
significativamente los productos finales formados. Estos cambios pueden 
producirse por la alteración del metabolismo del piruvato y/o por el uso de otros 
aceptores de electrones externos, como el O2 o algunos compuestos orgánicos 
(Axelsson, 1998). 
Otros azúcares que también pueden ser fermentados son la galactosa y la 
lactosa. Para la fermentación de la galactosa existen dos sistemas de transporte, 
uno dirigido por una fosfotransferasa dependiente del fosfoenolpiruvato (PEP-PTS) 
y otro que utiliza una permeasa. En el primer caso (C en la Figura 2), la galactosa-6P 
se incorpora a la ruta de la tagatosa-6P y converge en la glucolisis a nivel del 
 24 
Introducción general 
 
gliceraldehído-3-fosfato (GAP). En el segundo (D en la Figura 2), el azúcar después 
de la fosforilación entra en la glucolísis a través de la denominada ruta de Leloir. 
Al igual que para la galactosa, en el transporte de la lactosa pueden 
también estar implicados dos mecanismos: uno de transporte activo a través de 
una permeasa y el sistema PEP-PTS. El sistema permeasa está presente en algunas 
bacterias termófilas (S. salivarus subsp. termophilus, L. delbrueckii subsp. lactis y L. 
delbrueckii subsp. helveticus) y en los leuconostocs, mientras que el segundo es 
propio de los lactococos. En el transporte activo, la lactosa no sufre cambio alguno 
en el transporte y es posteriormente hidrolizada por una β-galactosidasa (β-gal) a 
galactosa, que se incorpora a la ruta de Leloir, y a glucosa que puede entrar tanto a 
la ruta homofermentativa como a la heterofermentativa (Kandler, 1983b; Fox et al., 
1990). En el sistema PEP-PTS la lactosa es fosforilada durante el transporte y entra 
en la célula como lactosa fosfato. Ésta es posteriormente hidrolizada por una fosfo-
β-galactosidasa (P-β-gal) a glucosa, que entra a la glucolísis a través de la vía 
homofermentativa, y a galactosa-6P, que lo hace a través de la ruta de la tagatosa-
6P (De Vos y Vaughan, 1994; Axelsson, 1998). Los sistemas para el metabolismo de 
la lactosa de Lc. lactis y L. casei son los mejor conocidos. 
Con referencia al ácido láctico producido, hay que indicar que existen dos 
posibles isómeros, el D(-) y el L(+), cuya formación depende de que el enzima que 
lleve a cabo la reducción del piruvato a lactato sea la D-lactato o la L-lactato 
deshidrogenasa. Las especies de bacterias lácticas pueden producir sólo uno de los 
isómeros o una mezcla de ambos y tiene importancia taxonómica el tipo de 
isómero producido. Cuando se producen ambos enzimas, éstos suelen tener 
distinta actividad, lo que da lugar a un exceso de uno de los isómeros y raramente 
se produce una mezcla racémica (Fleming et al., 1985). 
El isómero L(+) es conocido como el “isómero fisiológico” ya que al ser 
similar al encontrado en el organismo humano, es mejor asimilado o más 
rápidamente metabolizado (Montaño et al., 1992). Este hecho propició que el 
Comité de Expertos de la FAO/WHO en el año 1974, recomendara la eliminación 
del isómero D(-) en los alimentos para niños. La importancia del tema hizo que se 
investigara acerca de la utilización de cepas que produjeran sólo este isómero en la 
elaboración de alimentos, investigaciones que llevaron al aislamiento de la especie 
 25 
 
Introducción general 
 
L. bavaricus, que ha sido utilizada en la elaboración a escala industrial de productos 
como el “sauerkraut” y las leches fermentadas. 
Respecto al metabolismo de los sustratos carbonados es interesante 
destacar que las bacterias lácticas son capaces de degradar con cierta facilidad 
algunos ácidos orgánicos como el málico, el cítrico y el tartárico. 
El ácido málico es un compuesto que se encuentra en cantidades 
importantes en los productos vegetales y en el vino, y es un sustrato común para 
algunas especies de este grupo que lo transforman en láctico y CO2, proceso que 
se denomina “fermentación maloláctica”. El enzima que cataliza dicha reacción 
recibe el nombre de enzima maloláctica. Esta fermentación tiene una gran 
importancia en el proceso de vinificación contribuyendo en gran medida a la 
formación del gusto y del aroma de los vinos. La especie más importante es 
Oenococcus oeni. 
El ácido cítrico está también presente en cantidades apreciables en la 
mayoría de los vegetales y es abundante en los productos lácteos fermentados, 
donde es considerado el principal precursor del aroma característico a 
“mantequilla”. 
En enología la formación de acetaldehído, acetoína y diacetilo, es atribuida 
al catabolismo del ácido cítrico, en el que participan las BL. El ácido cítrico es 
descompuesto en una primera reacción porel enzima citratoliasa a los ácidos 
acético y oxal-acético, y éste último en una posterior descarboxilación, en la que 
participa el enzima oxal-acetato descarboxilasa, lleva a la formación de pirúvico y 
CO2 (Fleming et al., 1985). El piruvato formado será el punto de partida de nuevas 
rutas metabólicas, que llevan a la formación de acetaldehído, acetoína y diacetilo. 
Lc. lactis subsp. lactis var. diacetylactis y Ln. mesenteroides subsp. cremoris, 
son especies particularmente importantes en la industria por su capacidad para 
producir estos compuestos a partir del citrato. 
El ácido tartárico, mayoritario en el mosto de uva y detectado también en 
vegetales aunque en cantidades poco importantes, es al igual que el málico un 
buen sustrato para el crecimiento de algunas BL. El mecanismo de degradación del 
tartárico es diferente según se trate de una bacteria homo o heterofermentativa, 
 26 
Introducción general 
 
produciéndose compuestos distintos en cada caso. Así, mientras las 
homofermentadoras forman acético, láctico y CO2, las heterofermentadoras 
forman acético, CO2 y cantidades minoritarias de ácido succínico (Radler, 1975). 
Del metabolismo de los azúcares y compuestos relacionados, puede 
concluirse que, aunque la glucólisis es por lo general la ruta metabólica más 
utilizada por las BL y los productos resultantes de la misma los que con mayor 
frecuencia se encuentran en los alimentos fermentados, éstas son capaces de 
actuar sobre otros compuestos por exigencias de sus respectivos metabolismos, 
dando lugar a una gran variedad de productos como el acetaldehído, el diacetilo, 
el 2,3-butanodiol, la propanona, o los dextranos, que van a influir notablemente en 
la textura, el gusto, el olor y el color de los alimentos y, en definitiva, en las 
propiedades organolépticas de los mismos (Poolman, 1993; Axelsson, 1998). 
2.3.2. Metabolismo de los compuestos nitrogenados 
Las BL son capaces de transformar, utilizando distintas rutas metabólicas, 
las proteínas, los péptidos y algunos aminoácidos. Éstas han desarrollado “sistemas 
proteolíticos” complejos que les permiten utilizar eficientemente las fuentes de 
nitrógeno presentes en los medios de cultivo, liberando péptidos y/o aminoácidos, 
que serán transportados a través de la membrana citoplasmática, mediante 
sistemas de transporte específicos y finalmente utilizados en el interior celular (Law 
y Kolstad, 1983). A pesar de ello, la presencia de aminoácidos preformados en el 
medio es de gran importancia para estas bacterias, dada su limitada capacidad 
para sintetizar aminoácidos a partir de fuentes de nitrógeno inorgánico (Thomas y 
Mills, 1981), además de que, como hemos indicado anteriormente, los utilizan 
como fuente de carbono (Parés y Juárez, 1997). 
Los sistemas proteolíticos de las BL son complejos por diversas razones, 1) 
por la gran variedad de proteinasas y peptidasas que los componen 2) por su difícil 
localización celular, aspecto éste que plantea serios problemas metodológicos para 
su estudio y 3) por la multiplicidad de factores que intervienen en la producción y 
actividad de los mismos. Los más estudiados y mejor conocidos, por su importancia 
tecnológica en la fermentación de la leche, son los sistemas proteolíticos de los 
lactococos (Kunji et al., 1996) y en especial el de Lc. lactis subsp. lactis, del que se 
 27 
 
Introducción general 
 
han aislado e identificado algunas de sus proteasas y peptidasas, tanto 
extracelulares como intracelulares (Monnet y Gripon, 1994). En este, las proteasas 
se localizan en su mayor parte a nivel de la pared celular, aunque también se ha 
detectado una débil actividad intracelular, mientras que las peptidasas están 
situadas tanto en la pared, como en la membrana citoplasmática, como en el 
citoplasma. 
Por acción de las peptidasas se eliminan péptidos de pequeño tamaño, 
responsables del sabor amargo de algunos alimentos. En la última fase de la 
proteolisis se produce acumulación de aminoácidos libres, algunos de los cuales 
influyen en la textura, son una importante reserva de compuestos precursores de 
aromas y contribuyen al sabor característico de algunos alimentos. Así por ejemplo, 
la prolina está asociada con el gusto levemente dulce de los quesos suizos y la 
arginina con el sabor amargo de ciertos alimentos. 
Además de la actividad proteolítica, entre las BL, es frecuente encontrar 
especies capaces de descarboxilar algunos aminoácidos, procesos que llevan a la 
formación de dióxido de carbono y de la correspondiente amina (Halász et al., 
1994). La presencia de estas aminas denominadas “biógenas” ha sido descrita en 
algunos alimentos fermentados, como los embutidos (Bover-Cid et al., 2001; Silla 
Santos, 1998), los productos lácteos (Taylor, 1985; Stratton et al., 1991), los 
derivados del pescado (Taylor, 1985), los vinos (Coton et al., 1998; Landete et al. 
2005) o los encurtidos (Silla Santos, 1996; Taylor et al., 1978), siendo en estos 
últimos la histamina, la más frecuentemente encontrada (Taylor et al., 1978; Iñigo y 
Abad, 1983 a y b). 
En la Figura 3 se recogen algunos ejemplos de las aminas biógenas con 
mayor presencia en los alimentos y los aminoácidos a partir de los que se originan 
(Shalaby, 1996). 
 28 
Introducción general 
 
AMINOÁCIDO PRECURSOR AMINAS BIÓGENAS 
 
Espermidina 
Ornitina Putrescina 
Espermina 
 
Arginina Agmantina 
Cisteína Mercapto-etilamina 
Histidina Histamina 
Fenilalanina Fenilalamina 
Serina Etanolamina 
5-Hidroxitriptófano Serotonina 
Lisina Cadaverina 
Tirosina Tiramina 
FIGURA 3. Aminoácidos descarboxilados por las BL y sus correspondientes aminas biógenas 
El gran interés suscitado por estos compuestos, proviene del hecho de que 
algunas de ellas como la histamina, pueden ser tóxicas incluso ingeridas en bajas 
concentraciones. Además tanto la tiramina como la histamina tienen propiedades 
vasoactivas y/o psicoactivas, por lo que su presencia en los alimentos supone un 
riesgo importante para los consumidores (Mariné-Font et al., 1995). 
No obstante, para que en los alimentos se produzca acumulación de 
aminas biógenas es necesario que confluyan estas circunstancias: disponibilidad de 
los aminoácidos precursores, presencia de microorganismos con actividad amino 
descarboxilasa y condiciones favorables tanto para su crecimiento como para la 
actividad descarboxilante (ten Brink et al., 1990). 
La capacidad de las BL para descarboxilar aminoácidos es dependiente de 
la especie e incluso algunos autores (Beutling, 1996; Bover-Cid y Holzapfel, 1999) 
indican que tiene carácter intraespecífico, habiéndose observado claras diferencias 
tanto en la cantidad como en el tipo de amina producida, entre cepas de una 
 29 
 
Introducción general 
 
misma especie. Por géneros es el género Lactobacillus (Silla Santos, 1998) el que 
con mayor frecuencia ha sido identificado como responsable de la producción de 
aminas biógenas y más raramente los géneros Lactococcus y Leuconostoc 
(Butturini et al., 1995). 
Por los riesgos toxicológicos que la presencia de aminas biógenas en los 
alimentos puede suponer, la determinación de la capacidad aminobiógenica es 
uno de los estudios que deben realizarse en la selección de cepas para el diseño de 
cultivos iniciadores (Bover-Cid et al., 2000), especialmente en aquellos que van a ser 
utilizados en la elaboración de productos cárnicos, por su elevado contenido en 
proteínas. Esta determinación puede hacerse por distintos métodos, cuantitativos 
como la cromatografía de líquidos (Novella-Rodríguez et al., 2000) o cualitativos 
como el descrito por Bover- Cid y Holzapfel (1999), basado en el cambio de color 
que se produce en el medio de cultivo como consecuencia del incremento de pH 
producido por las descarboxilaciones. Otros autores (Lucas y Lonvaud-Funel, 2002)por el contrario, han optado por determinan la presencia de los genes que 
codifican para las enzimas implicadas en estas descarboxilaciones utilizando la 
técnica de la PCR o de reacción en cadena de la polimerasa. 
Por último indicar que las BL pueden llevar a cabo otras transformaciones 
en los aminoácidos como son las reacciones de transaminación y de desaminación 
oxidativa, reacciones que, aunque menos frecuentes, son también de gran 
importancia ya que conducen a la formación de aldehídos, fenoles, indoles y otros 
compuestos azufrados fuertemente aromáticos, que pueden provocar malos olores 
en los alimentos fermentados (Fox y Wallace, 1997). 
2.4. COMPUESTOS CON ACTIVIDAD ANTIMICROBIANA 
PRODUCIDOS POR LAS BACTERIAS LÁCTICAS 
Es bien conocido que las BL producen diversos compuestos con potente 
efecto antimicrobiano, algunos de ellos utilizados para alargar la vida útil de los 
alimentos como por ejemplo: algunos ácidos orgánicos, el etanol, el dióxido de 
carbono, el peróxido de hidrógeno, el diacetilo, el acetaldehído, los benzoatos, el 
isómero D- de algunos aminoácidos, algunos compuestos no proteicos de pequeño 
tamaño molecular como la reuterina y las bacteriocinas (Ouwehand, 1998). 
 30 
Introducción general 
 
Los mecanismos por los que estos compuestos ejercen su efecto 
antimicrobiano son diversos. Así por ejemplo en el caso de los ácidos orgánicos 
(láctico, acético, etc.) es la fracción no disociada de los mismos la que ejerce la 
actividad antimicrobiana al interferir con funciones metabólicas esenciales (Baird-
Paker, 1980). El dióxido de carbono es considerado un antimicrobiano de amplio 
espectro que actúa disminuyendo el pH extra e intracelular y desestabilizando las 
membranas celulares donde se acumula (Eklund, 1984). Por su potente actividad 
antimicrobiana se utiliza como conservante de carnes, pescados, frutas, verduras y 
hortalizas refrigeradas, donde inhibe el crecimiento de microorganismos 
psicrótrofos, y en la fermentación de vegetales y ensilados para prevenir el 
desarrollo de mohos (Lindgren y Dobrogosz, 1990). El diacetilo es también 
inhibidor de un gran número de bacterias Gram-negativas (Jay, 1982a), hongos y 
levaduras (Jay et al., 1983) y en menor medida bacterias Gram-positivas (Jay, 1982 
b). Jay (1986) indica que el diacetilo actúa reaccionando con la arginina de los 
enzimas microbianos inactivándolos, al bloquear o modificar sus centros catalíticos. 
De todos ellos, y por su potente efecto antimicrobiano, merecen ser 
destacados el peróxido de hidrógeno y las bacteriocinas. 
Las bacterias lácticas en condiciones de aerobiosis son capaces de producir 
peróxido de hidrógeno a partir de la forma reducida de la nicotinamida-adenin-
dinucleotido (NADH), por acción de una flavoproteína NADH:H2O2 oxidasa, y 
aunque no poseen catalasa, se autoprotegen de los efectos del H2O2 mediante 
actividades pseudocatalásicas o bien liberándolo al medio donde se acumula 
(Condon, 1987). 
El efecto bactericida o bacteriostático del peróxido de hidrógeno es debido 
a su elevado poder oxidante, que provoca (i) la peroxidación de los lípidos de la 
membrana, incrementando de este modo la permeabilidad celular, y (ii) la 
inactivación de enzimas y coenzimas mediante la oxidación de sus grupos 
sulfhidrilo (Kong y Davidson, 1980). La elevada toxicidad de este compuesto 
también puede ser atribuida a su capacidad para destruir estructuras moleculares 
básicas como las proteínas y los ácidos nucleicos en los que es capaz de romper los 
enlaces intra e intercatenarios y de alterar las bases nitrogenadas, inhibiendo así la 
replicación cromosómica (Piard y Desmazaud, 1991). 
 31 
 
Introducción general 
 
La capacidad de las bacterias lácticas para producir este compuesto 
depende no sólo de las condiciones de cultivo (disponibilidad de oxígeno, 
agitación, etc) sino también de la cepa de que se trate (Collins y Aramaki, 1980). Es 
por tanto una propiedad con carácter intraespecífico deseable en las cepas que 
vayan a ser utilizadas como cultivos iniciadores. Diversos autores han descrito que 
algunas cepas de lactobacilos son capaces de producir una cantidad de peróxido 
de hidrógeno suficiente como para inhibir el crecimiento de algunas especies de 
Pseudomonas, Bacillus y Proteus (Price y Lee, 1970), Listeria monocytogenes 
(Tharrington y Sorrells, 1992), Salmonella typhimurium (Yap y Gilliland, 2000), St. 
aureus (Gilliland y Speck, 1977) y otra flora indeseable (Reinheimer y Demkov, 
1989; Ouwehand, 1998). 
Para la determinación tanto cualitativa como cuantitativa de la producción 
de H2O2 se han descrito diversos métodos. Song et al. (1999) describen un método 
cualitativo en el que la cepa en estudio se hace crecer en un medio sólido al que se 
le añade tetrametilbencidina (TMB) y peroxidasa. Si la cepa produce peróxido de 
hidrógeno, la peroxidasa actuará oxidando la TMB y se producirá un pigmento azul 
sobre la colonia de la cepa productora. Los métodos cuantitativos estan basados en 
determinaciones espectrofotométricas en las que se mide la absorbancia de un 
compuesto coloreado, producto de la oxidación llevada a cabo por el peróxido de 
hidrógeno formado o por la peroxidasa que actúa en su presencia (Reinheimer y 
Demkov, 1989; Yap y Gilliland, 2000). 
El término bacteriocinas fue propuesto por Jacob et al. (1953) para 
designar a un grupo de sustancias de naturaleza proteica con actividad 
antimicrobiana, producidas por bacterias Gram-negativas y Gram-positivas. 
Posteriormente han sido definidas por otros autores (Tagg et al., 1976; 
Klaenhammer, 1988; Daeschel, 1989 y 1992; Schillinger, 1990) como “proteínas o 
complejos proteínicos con actividad bactericida”. 
Jack et al. (1995) proponen en una extensa revisión sobre las bacteriocinas 
producidas por las bacterias Gram-positivas, una nueva y más amplia definición 
considerando a las bacteriocinas como “un grupo heterogéneo de sustancias con 
capacidad antimicrobiana, de síntesis ribosomal, que se secretan al medio con o sin 
modificaciones postraduccionales y que poseen un espectro de acción 
 32 
Introducción general 
 
antimicrobiano reducido y limitado en ocasiones, a algunas cepas de la especie 
productora, lo que implica que el microorganismo productor debe poseer algún 
mecanismo que le confiere inmunidad a su propia bacteriocina”. Nes et al. (1996) 
atribuyen esta inmunidad a la producción de una proteína de inmunidad específica 
mientras que otros autores (Abee, 1995; Jack et al., 1995) han sugerido que la 
inmunidad podría estar mediada por la acción de proteasas intracelulares que 
inactivarían la bacteriocina en las células productoras. 
La bacteriocinogenicidad, o capacidad de producir bacteriocinas, es un 
fenotipo muy extendido entre las BL, como lo demuestra el hecho de que hayan 
sido descritas cepas productoras de bacteriocinas de todos los géneros de BL 
asociados con los alimentos: Lactococcus, Lactobacillus, Streptococcus, 
Pediococcus, Leuconostoc, Carnobacterium y Enterococcus (De Vuyst y 
Vandamme, 1994). 
La Tabla 4 recoge algunas de las bacteriocinas descritas y la especie 
productora. Las mejor conocidas son la nisina, que es producida por cepas de 
Lactococcus lactis y que está siendo utilizada como aditivo alimentario en algunos 
países, y la pediocina PA-1/AcH, producida por Pediococcus acidilactici (Bhunia et 
al., 1987) que ha sido descrita como muy efectiva frente a Listeria monocytogenes, 
un microorganismo que se muestra en muchas ocasiones insensible a la nisina 
(Pucci et al., 1988). 
Los numerosos trabajos de investigación efectuados sobre las 
bacteriocinas, y en especial aquellas producidas por las BL, han permitido conocer 
en profundidad su estructura y sus características físico-químicas, su modo de 
acción, la localización de sus genes, los mecanismos implicados en su biosíntesis, 
procesamiento y transporte, así como la regulación de su producción